光的偏振激光练习
一、单选题
关于光在传播过程中所表现的现象,下列说法不正确的是(????)
A. 用光导纤维束传输图像和信息,利用了光的全反射原理
B. 白光通过分光镜在光屏上形成的彩色光带是光的色散现象
C. 光的偏振现象说明光是一种横波
D. 涂有增透膜的照相机镜头呈淡紫色,说明增透膜增强了对淡紫色光的透色程度
如图所示,两光屏间放有两个偏振片,它们四者平行共轴,现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P上,再使偏振片Q绕轴匀速转动一周,则关于光屏上光的亮度变化情况,下列说法中正确的是(????)
A. 光屏上光的亮度保持不变
B. 光屏上只有一条亮线随偏振片转动而转动
C. 光屏上有两条与偏振片P、Q透振方向对应的亮线
D. 光屏上光的亮度会时亮时暗
将激光束的宽度聚光到纳米级范围内,可修复人体已损坏的器官,对DNA分子进行超微型基因修复,把至今尚令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除.关于激光下列说法正确的是(????)
A. 单色性差 B. 方向性差 C. 高能量 D. 不能发生衍射
明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载:“凡宝石面凸,则光成一条,有数棱则必有一面五色”,表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象.如图所示,一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是
A. 若增大入射角i,则b光先消失
B. 两束光在该三棱镜中的传播速度a光大
C. 在该三棱镜中a光波长小于b光波长
D. a光能发生偏振现象,b光不能发生
下列有关光现象的说法正确的是(????)
A. 在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为紫光,则条纹间距一定变大
B. 以相同入射角从水中射向空气,红光能发生全反射,紫光也一定能发生全反射
C. 紫光照射某金属时有电子向外发射,红光照射该金属时也一定有电子向外发射
D. 拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度
新冠肺炎疫情突发,中华儿女风雨同舟、守望相助,筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪,通过人体辐射的红外线测量体温,防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒,为人民健康保驾护航。红外线和紫外线相比较(????)
A. 红外线的光子能量比紫外线的大
B. 真空中红外线的波长比紫外线的长
C. 真空中红外线的传播速度比紫外线的大
D. 红外线能发生偏振现象,而紫外线不能
光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是
A. 光纤通信利用了光的全反射原理,光导纤维内芯的折射率比外套的小
B. 太阳光通过三棱镜形成彩色图样,这是光的衍射现象
C. 激光雷达能精确测出目标的距离和运动速度,是利用了激光平行度好的特点
D. “3D电影”是应用了光的干涉原理
下列说法中正确的是(????)
A. 医院中用于体检的“B超”利用了电磁波的反射原理
B. 在干涉图样中,振动加强区域的质点,其位移始终保持最大;振动减弱区域的质点,其位移始终保持最小
C. 在“用单摆测重力加速度”的实验中,测量n次全振动的总时间时,计时的起始位置应选在小球运动到最低点时为宜
D. 光有偏振现象,电磁波没有偏振现象
二、多选题
下列说法正确的是(????)
A. 图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图,其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度
B. 图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图,当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb′面射出
C. 图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样,弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的
D. 图戊中的M、N是偏振片,P是光屏。当M固定不动,缓慢转动N时,光屏P上的光亮度将会发生变化,此现象表明光波是横波
关于光现象及其应用,下列说法正确的有(????)
A. 全息照片用激光来拍摄,主要是利用了激光与物光的相干性高的特点
B. 通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹,这是光的偏振现象
C. 拍摄玻璃橱窗内的物品时,在镜头前加一个偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度
D. 当观察者向静止的声源运动时,观察者接收到的声波频率低于声源的频率
E. 一束单色光由空气射入玻璃,这束光的速度变慢,波长变短
下列有关光现象的说法正确的是(????)
A. 在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由紫光改为红光,则条纹间距一定变大
B. 以相同入射角从水中射向空气,紫光能发生全反射,红光也一定能发生全反射
C. 拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度
D. 用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象
E. 在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象
下列说法正确的是(????)
A. 一束单色光从真空射入玻璃时,在玻璃表面处发生折射现象,这与光在玻璃中的传播速度不同于真空中的速度有关
B. 白纸上有两个非常靠近的小黑斑,实际上是分开的,没有重叠部分。但通过某一显微镜所成的象却是两个连在一起的没有分开的光斑,这与光的衍射现象有关
C. 光电效应、康普顿效应均能说明光具有粒子性
D. 液晶显示、3D电影、光学镜头上的增透膜都是光的偏振现象的应用
下列说法正确的是(????)
A. 频率越高,振荡电路向外辐射电磁波的本领越大
B. 高级照相机镜头在阳光下呈现淡紫色是光的偏振现象
C. 玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的干涉现象
D. a、b两束光分别照射同一双缝干涉装置,在屏上得到的干涉图样中a光的相邻亮条纹间距比b光小,由此可知,同种玻璃中b光传播速度比a光大
E. 让黄光、蓝光分别以相同角度斜射向同一平行玻璃砖,光从对侧射出时,两种光的偏转角都为零,但蓝光的侧移量更大
三、填空题
如图所示,当用激光照射到直径小于激光束的不透明圆盘时,在圆盘后面光屏上的阴影中心出现了一个亮斑,这是光的______ 现象,这一现象支持了光的______ 说。
使线偏振光射向一块偏振片时,如果这块偏振片的透光方向正好和入射的线偏振光振动方向______,这束线偏振光就不能通过了;如果这两个方向______,它就可以无阻碍地通过第二块偏振片;如果这两个方向成一个任意角度,______通过偏振片。光的偏振现象证实是______。
电灯S发出的光a穿过偏振片A后变为光b,如图所示,又穿过偏振片B而被P处眼睛看到,则其中光b是______(填“自然光”或“偏振光”);若人眼此时看到透过B的光最强,则将B转过______角度时,人眼看到的光最弱.
如图所示,一束太阳光由空气射到水面上时,会同时发生反射和折射,其中入射光束是___________(填序号,下同)。当入射光以某一特定角度入射时,反射光的光振动方向垂直于纸面,相应的折射光的光振动方向在纸面内。设想透过偏振片分别观察图中所示的①②③三束光,以光的传播方向为轴旋转偏振片时,亮度会发生变化的光束是___________。
激光可以做成很细的光束,这是利用了激光的______ 的性质,激光是______ (纵/横)波.在光导纤维中传递信息要比在真空中______ (快/慢).
答案和解析
1.【答案】D
2.【答案】D
3.【答案】C
4.【答案】B
【解答】
A.当增大入射角i时,两单色光在左侧界面的折射角增大,但在右侧界面的入射角均减小,故不会发生全反射,A错误.
B.把发光小球放入口径较大、充满水的浅玻璃缸底的任何位置都会发生折射和全反射,逆着折射光线看能看到小球,在发生全反射的区域没有光射出,选项A、B均错误.光从水中进入空气不改变的是频率,改变的是波速和波长,由v=cn和λ=vf可知,波速、波长都变大,故a的波速大于b的波速.
C.由题图知三棱镜对a光的折射率小于对b光的折射率,而同种介质对频率越大的光折射率越大,故faλb,故C错误.
D.由n=cv,得va>vb,偏振现象是横波所特有的,故a、b两光都能发生偏振现象,故D错误.
5.【答案】B
【解答】
A.在双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为紫光,由于波长变小,故条纹间距变小,故A错误;
B.以相同入射角从水中射向空气,因红光的折射率较小,则其临界角较大,当红光能发生全反射,根据光的全反射条件,可知,紫光也一定能发生全反射,故B正确;
C.紫光照射某金属时有电子向外发射,根据光电效应发生条件,可知,红光的频率小于紫光,则红光照射该金属时不一定有电子向外发射,故C错误;
D.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以减弱反射光的透射,故D错误;
6.【答案】B
【解析】解:A、红外线的频率比紫外线的小,根据光子能量公式E=?ν,可知红外线的光子能量比紫外线的小,故A错误;
B、根据电磁波谱可知,真空中红外线的波长比红光要长,而紫外线的波长比紫光要短,所以真空中红外线的波长比紫外线的长,故B正确;
C、因为红外线和紫外线都属于电磁波,所以在真空中红外线的传播速度与紫外线的一样大,都是光速c,故C错误;
D、因为红外线和紫外线都属于电磁波,而电磁波是横波,所以红外线和紫外线都能发生偏振现象,故D错误。
7.【答案】C
【解答】
A.全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质,入射角大于等于临界角,所以内芯的折射率大于外套的折射率,光传播时在内芯和外套的界面上发生全反射,故A错误;
B.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光发生折射而形成的色散现象,故B错误;
C.激光雷达能精确测出目标的距离和运动速度,是利用了激光平行度好的特点,故C正确;
D.“3D电影”是应用了光的偏振原理,故D错误。
8.【答案】C
【解析】解:A、医院中用于体检的B超利用了超声波的反射原理,故A错误;
B、在干涉图样中,振动加强、减弱区域的质点的位移随时间发生变化,故B错误;
C、在“用单摆测重力加速度”的实验中,测量n次全振动的总时间时,计时的起始位置应选在小球运动到最低点时为宜,这是由于小球在最低点时速度最大,停留的时间短,计时误差小,故C正确;
D、只有横波才有偏振现象,电磁波是横波,故电磁波具有偏振现象,故D错误。
9.【答案】AD
【解答】
A.根据折射率和光的传播速度之间的关系n=cv,可知,折射率越大,传播速度越小,从图中可以看出,b光线在水中偏折得厉害,即b的折射率大于a的折射率,则a在水中的传播速度大于b的传播速度,故A正确;
B.当入射角i逐渐增大折射角逐渐增大,由于折射角小于入射角,不论入射角如何增大,玻璃砖中的光线不会消失,故肯定有光线从bb′面射出,故B错误;
C.由膜干涉条件结合题图可知弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是下凹的,故C错误;
D.只有横波才能产生偏振现象,所以光的偏振现象表明光是一种横波,故D正确。
10.【答案】ACE
【解析】解:A、全息照片用激光来拍摄,利用了激光与物光的相干性高的特点,故A正确;
B、通过手指间的缝隙观察日光灯,可看到彩色条纹,这是光的衍射现象,故B错误;
C、照相机镜头前加偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度,从而使玻璃后的影像清晰,故C正确;
D、当观察者向静止的声源运动时,接收到的声波的频率将高于声源的频率,故D错误;
E、光从空气射入玻璃中,其频率f不变,又由n=cv,得速度v变小,再由v=λf得λ变小,故E正确;
11.【答案】AE
【解析】解:A、根据双缝干涉条纹间距公式△x=Ld?λ可知在其它条件不变的情况下将入射光由紫光改为红光即波长λ增大,相邻条纹间距一定变大,故A正确;
B、根据n=1sinC可知折射率n越大临界角C越小,由于紫光的折射率大,故临界角小,故当紫光能发生全反射,入射角不一定大于红光的临界角,故红光不一定能发生全反射,故B错误;
C、偏振片只能使振动方向与偏振片狭缝的方向相同的那一部分光透过,而沿其它方向振动的光被减弱;玻璃的反射光是偏振光,拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃的反射光,故C错误;
D、用三棱镜观察太阳光谱是利用光的色散现象,故D错误;
E、在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象,故E正确。
12.【答案】ABC
【解析】解:A、由于光在玻璃中的传播速度不同于真空中的速度,所以一束单色光从真空射入玻璃时,会在玻璃表面处发生折射现象,故A正确;
B、白纸两个非常靠近,实际上是分开、没有重叠部分的小黑斑,但通过某一显微镜所成的象却是两个连在一起的没有分开的光斑,这是因为光的衍射现象形成的,故B正确;
C、物体在光的照射下发射出电子的现象叫光电效应,根据爱因斯坦光子说的理论可知,光电效应说明了光具有粒子性.在康普顿效应中,入射光子与晶体中的电子碰撞时,把一部分动量转移给电子,说明光具有粒子性,故C正确;
D、液晶显示、3D电影、光学镜头上的增透膜都是光的干涉现象的应用,故D错误。
13.【答案】ADE
【解答】
A.电磁波的能量与频率有关;振荡电路的频率越大,发射电磁波的本领越大,故A正确;
B.照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象,因为可见光有“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七种颜色,而膜的厚度是唯一的,所以只能照顾到一种颜色的光让它完全进入镜头,一般情况下都是让绿光全部进入的,这种情况下,你在可见光中看到的镜头反光其颜色就是淡紫色,故B错误;
C.玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象而产生的,故C错误;
D.根据干涉条纹间距与波长的关系,a光的相邻亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距,则可以判断a光的波长比b光小,因此可将a光当作紫光,b光当作红光,则水对a光的折射率比b光大,再由公式v=c/n,可知,在同种玻璃中b光传播速度比a光大,故D正确;
E.光线通过玻璃砖发生了两次折射,第二次的入射角等于第一次的折射角,根据光路可逆性原理可知,光不可能在对侧表面发生全反射,一定能从对侧表面射出玻璃砖。根据光路的可逆性,出射光线与入射光线平行,所以黄光、蓝光互相平行,但由于蓝光的折射率大,因此其偏折程度较大,所以侧移量较大,故E正确。
14.【答案】衍射? 波动
【解析】解:当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时,在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑,亮斑的周围是明暗相间的环状衍射条纹,这就是泊松亮斑,是激光绕过不透光的圆盘发生衍射形成的,泊松最初做本实验的目的是推翻光的波动性,而实验结果却证明了光的波动性。
15.【答案】垂直? 相同? 将只有部分线偏振光? 横波
【解析】解:根据偏振的特点可知,使线偏振光射向一块偏振片时,如果这块偏振片的透光方向正好和入射的线偏振光振动方向垂直,这束线偏振光就不能通过了;如果这两个方向相同,它就可以无阻碍地通过第二块偏振片;如果这两个方向成一个任意角度,将只有部分线偏振光通过偏振片。偏振现象是横波特有的现象,所以光的偏振现象证实是横波。
16.【答案】偏振光? 90度
【解析】解:偏振片(叫做起偏器)由特定的材料制成,它上面由一个特殊的方向(叫做透振方向),电灯S发出的光a穿过偏振片A后变为光b,光b变成了偏振光,该过程是起振的过程;
当自然光经过偏振片a(起偏器)后,透射光只有和a的偏振方向相同的一个振动方向,在两偏振片的偏振方向互相垂直的情况下,当透射光经过偏振片b(检偏器)时,由于透射光的振动方向恰与b的偏振方向垂直,因此就没有任何光线可以通过,观察者就看不到光.所以需要将B转过90度.
故答案为:偏振光、90度
偏振片(叫做起偏器)由特定的材料制成,它上面由一个特殊的方向(叫做透振方向),只有振动方向与透振方向平行的光波才能通过偏振片.如果检偏器的偏振方向与透射方向垂直时,这时透射光最弱,几乎为零.
17.【答案】①? ? ②③
【解答】
在光的反射中,入射角等于反射角,入射光线和反射光线分居法线两侧;在光的折射中,折射角与入射角不相等,且分居法线两侧。可知,①是入射光线,②是反射光线,③?是折射光线。以光的传播方向为轴旋转偏振片时,亮度会发生变化的光束是②③?。
故填:①;②③。
18.【答案】平行度好;横;慢
【解析】解:激光通讯是利用激光在光导纤维中多次反射来传递信息.
由于激光的频率较高,所以不容易发生衍射,平行度较好,激光属于电磁波,因此是横波.当激光在光导纤维中传递信息时,由于介质的折射率大于真空中,所以传播速度较真空中慢.